ความสามารถ 3 ด้านหลักในรองรับการทำงานของระบบ 5G

เมื่อพิจารณาความสามารถของระบบ 5G ในสามด้านหลักๆ ซึ่งประกอบด้วย eMBB, mMTC และ URLLC จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีที่รองรับการทำงานของระบบ 4G ไม่รองรับขีดความสามารถของระบบ 5G จึงจำเป็นต้องมีการพัฒนาหาเทคนิคใหม่ๆ ขึ้น โดยในปัจจุบันเทคโนโลยีหลักที่มีโอกาสที่จะรองรับขีดความสามารถของระบบ 5G ทั้ง 3 ด้าน มีรายละเอียด ดังนี้

1. eMBB หรือ enhanced Mobile Broadband

คือ การใช้งานในลักษณะที่ต้องการการส่งข้อมูลความเร็วสูงในระดับกิกะบิตต่อวินาที (Gbps) ซึ่งการใช้งานลักษณะนี้ตอบสนองความต้องการการส่งและรับข้อมูลที่มากขึ้นเรื่อย ๆ การที่จะรองรับการใช้งานแบบ eMBB มีเทคนิคและวิธีการต่อไปนี้มาปรับใช้กับระบบ 5G

ใช้คลื่นความถี่ที่สูงขึ้น ตอนนี้มีการใช้ความกว้างแถบความถี่สำหรับส่งข้อมูล (bandwidth) อยู่ในช่วงความถี่ต่ำกว่า 6GHz เช่น คลื่นความถี่ย่าน 800 MHz 900 MHz 1800 MHz และ 2100 MHz โดยคลื่นความถี่ดังกล่าวไม่เพียงพอที่จะรองรับระบบ 5G จึงใช้คลื่นความถี่ในช่วงที่สูงขึ้นกว่า 6 GHz ส่วนหนึ่งของคลื่นความถี่ที่มากขึ้นนี้ เราสามารถเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า คลื่นความถี่ Millimeter Wave (mmWave) หรือคลื่นความถี่ที่มีความยาวคลื่นในระดับมิลลิเมตรนั่นเอง แต่คลื่นความถี่ mmWave นี้ก็มีข้อจำกัดในหลายๆเรื่อง เช่น ระบบประมวลผลสัญญาณที่ต้องมีความซับซ้อนมากขึ้นหรือการกระจายสัญญาณในระยะที่สั้นกว่าย่านความถี่ที่ต่ำกว่า จึงมีความเป็นไปได้ว่าคลื่นความถี่ mmWave นี้จะถูกใช้งานร่วมกับคลื่นความถี่ต่ำกว่า 6 GHz เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากข้อดีและข้อเสียของคลื่นความถี่ทั้งสองแบบ ขึ้นอยู่กับการใช้งานแต่ละประเภท

Massive MIMO คือการใช้เทคนิค Multiple Input Multiple Output (MIMO) โดยหลักการพื้นฐานของระบบ MIMO คือการใช้สายอากาศมากกว่าหนึ่งสายอากาศในการส่งข้อมูลและรับข้อมูล ซึ่งทำให้เราสามารถรองรับการใช้งานของโทรศัพท์เคลื่อนที่หรืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับจุดส่งสัญญาณดังกล่าวในปริมาณมากขึ้นได้ ซึ่งในระบบ 5G ต้องการในสายอากาศมากกว่าระบบ 4G เราเรียกเทคนิคการใช้สายอากาศในปริมาณมากในระดับนี้ว่า Massive MIMO

Non-orthogonal Multiple Access เทคนิค Multiple Access Technique มีการใช้งานตั้งแต่ระบบโทรศัพท์ยุค 1G (Frequency Division Multiple Access หรือ FDMA)

2G (Time Division Multiple Access หรือ TDMA)

3G (Code Division Multiple Access หรือ CDMA)

4G (Orthogonal Frequency Division Multiple Access หรือ OFDMA)

ซึ่งเทคนิคแต่ละประเภทข้างต้นรองรับการใช้งานของผู้ใช้มากขึ้นเรื่อยๆ ตามลำดับ สำหรับ ระบบ 5G เทคนิค Non-orthogonal Multiple Access หรือ NOMA ซึ่งสามารถรองรับการเข้าใช้ได้มากกว่าเทคนิคOFDMAของ ระบบ 4G แต่ NOMA ยังคงมีข้อจำกัดในหลายๆ ด้านที่ต้องได้รับการหาทางออกและการวิจัยเพิ่มเติมในอนาคต

Shared Spectrum คือการใช้งานคลื่นความถี่ย่านที่ต้องได้รับใบอนุญาตสำหรับการใช้คลื่นความถี่ ที่ผู้ประกอบ กิจการโทรศัพท์เคลื่อนได้รับจากการประมูลในปัจจุบันร่วมกับคลื่นความถี่ที่จัดสรรไว้สำหรับใช้งานเป็นการทั่วไป เทคนิคการใช้คลื่นหลายย่านคลื่นร่วมกันช่วยให้ระบบสามารถกระจายการส่งข้อมูลออกไปจากคลื่นหลักในช่วงเวลาที่มีการรับส่งข้อมูลปริมาณมาก (Peak traffic) ทำให้การส่งข้อมูลเป็นไปได้รวดเร็วขึ้น และสามารถส่งข้อมูลได้ปริมารสูงขึ้นในเวลาที่เท่ากัน

2 mMTC หรือ massive Machine Type Communications

คือการใช้งานที่มีการเชื่อมต่อของอุปกรณ์จำนวนมากในพื้นที่เดียวกัน (≈1,000,000/sq.km.) โดยการส่งข้อมูลของอุปกรณ์ในการใช้งานลักษณะนี้จะเป็นการส่งข้อมูลปริมาณน้อยๆ ที่ไม่ต้องการความเร็วสูงหรือความหน่วงเวลาต่ำ ระบบ 5G เหมาะสมกับการทำงานของอุปกรณ์ IoT มีเทคนิคจัดการข้อมูลที่จะเพิ่มขึ้น ดังนี้

Cloud Computing การใช้งานอุปกรณ์ IoT บางประเภทจำเป็นต้องมีการประมวลผลข้อมูล ซึ่งอุปกรณ์ IoT บางอุปกรณ์ไม่มีความสามารถในการประมวลผลดังกล่าว การส่งข้อมูลเพื่อไปประมวลผลบนอินเตอร์เน็ต (Cloud Computing) จึงสามารถเข้ามาช่วยประมวลผลข้อมูลจำนวนมากที่เกิดจากอุปกรณ์ IoT เหล่านี้ได้

3. URLLC หรือ Ultra-reliable and Low Latency Communications

คือการใช้งานที่ต้องการความสามารถในการส่งข้อมูลที่มีความเสถียรมาก รวมทั้งมีความหน่วงเวลา (latency) ต่ำในระดับ <10 ms ซึ่งทำให้ระบบ 5G เหมาะกับการใช้งานระบบที่ต้องการความแม่นยำสูง (critical application) เช่น การผ่าตัดทางไกล การควบคุมเครื่องจักรในโรงงาน หรือการควบคุมรถยนต์ไร้คนขับ เป็นต้น
สืบเนื่องจากเทคนิค Cloud Computing จึงจำเป็นต้องใช้เทคนิคอื่นเพิ่มเติมจาก Cloud Computing

Fog Computing หรือเรียกอีกชื่อว่า Mobile Edge Computing เป็นการย้ายหน่วยประมวลผลจากเดิมที่มีการประมวลผลที่อยู่กับ Cloud Service Provider มาเป็นการใส่หน่วยประมวลผลไว้กับอุปกรณ์เสริมที่มีทั้งหน่วยประมวลผลและหน่วยเก็บฐานข้อมูล ซึ่งสามารถใช่อุปกรณ์เสริมนี้บริเวรใกล้กับอุปกรณ์ IoT ต่างๆ ทำให้ไม่ต้องส่งข้อมูลที่ได้จากอุปกรณ์ IoT เป็นระยะทางไกล ซึ่งจะช่วยให้ความหน่วงของการประมวลผลต่ำลง

ที่มา: nbtc.go.th